TRD/AliTRDCalibraFit.h

   1 #ifndef ALITRDCALIBRAFIT_H
   2 #define ALITRDCALIBRAFIT_H
   3 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   4  * See cxx source for full Copyright notice                               */
   5
   6 /* $Id$ */
   7
   8 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
   9 //                                                                           //
  10 //  TRD calibration class for the HLT parameters                             //
  11 //                                                                           //
  12 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  13
  14 #ifndef ROOT_TObject
  15 # include <TObject.h>
  16 #endif
  17 #ifndef ROOT_TVectorD
  18 # include <TVectorD.h>
  19 #endif
  20
  21 class TString;
  22 class TTree;
  23 class TProfile2D;
  24 class TGraphErrors;
  25 class TObjArray;
  26 class TH1I;
  27 class TH1;
  28 class TH1F;
  29 class TH2I;
  30 class TH2F;
  31 class TF1;
  32 class TTreeSRedirector;
  33
  34
  35 class AliLog;
  36
  37 class AliTRDCalibraMode;
  38 class AliTRDCalibraVector;
  39 class AliTRDCalibraVdriftLinearFit;
  40 class AliTRDCalibraExbAltFit;
  41 class AliTRDCalDet;
  42 class AliTRDCalROC;
  43 class AliTRDgeometry;
  44
  45 class AliTRDCalibraFit : public TObject {
  46
  47  public:
  48
  49   // Instance
  50   static AliTRDCalibraFit *Instance();
  51   static void Terminate();
  52   static void Destroy();
  53   void DestroyDebugStreamer();
  54
  55   AliTRDCalibraFit(const AliTRDCalibraFit &c);
  56   AliTRDCalibraFit &operator=(const AliTRDCalibraFit &) { return *this; }
  57
  58   // ExB calibration
  59   void     SetCalDetVdriftExB(AliTRDCalDet *calDetVdriftUsed,AliTRDCalDet *calDetExBUsed) {fCalDetVdriftUsed = calDetVdriftUsed; fCalDetExBUsed = calDetExBUsed;};
  60
  61   // Functions fit for CH
  62   Bool_t   AnalyseCH(const TH2I *ch);
  63   Bool_t   AnalyseCH(AliTRDCalibraVector *calvect);
  64   Double_t AnalyseCHAllTogether(const TH2I *ch);
  65
  66   // Functions fit for PH
  67   Bool_t   AnalysePH(const TProfile2D *ph);
  68   Bool_t   AnalysePH(AliTRDCalibraVector *calvect);
  69   Double_t AnalysePHAllTogether(const TProfile2D *ph);
  70
  71   // Functions fit for PRF
  72   Bool_t   AnalysePRF(const TProfile2D *prf);
  73   Bool_t   AnalysePRF(AliTRDCalibraVector *calvect);
  74
  75   Bool_t   AnalysePRFMarianFit(const TProfile2D *prf);
  76   Bool_t   AnalysePRFMarianFit(AliTRDCalibraVector *calvect);
  77
  78   // Functions fit for vdrift/lorentzangle
  79   Bool_t   AnalyseLinearFitters(AliTRDCalibraVdriftLinearFit *calivdli);
  80   void     AnalyseLinearFittersAllTogether(AliTRDCalibraVdriftLinearFit *calivdli, Double_t &vdriftoverall, Double_t &exboverall);
  81   Bool_t   AnalyseExbAltFit(AliTRDCalibraExbAltFit *calivdli);
  82
  83   // Pad Calibration
  84   Bool_t   SetModeCalibration(TString name, Int_t i);
  85
  86   //Reset Function
  87   void     ResetVectorFit();
  88
  89   // Some functions
  90   void CalculPolynomeLagrange2(const Double_t *x, const Double_t *y, Double_t &c0, Double_t &c1, Double_t &c2, Double_t &c3, Double_t &c4) const;
  91   void CalculPolynomeLagrange3(const Double_t *x, const Double_t *y, Double_t &c0, Double_t &c1, Double_t &c2, Double_t &c3, Double_t &c4) const;
  92   void CalculPolynomeLagrange4(const Double_t *x, const Double_t *y, Double_t &c0, Double_t &c1, Double_t &c2, Double_t &c3, Double_t &c4) const;
  93
  94   // Fill the database
  95   void         RemoveOutliers(Int_t type, Bool_t perdetector = kFALSE);
  96   void         RemoveOutliers2(Bool_t perdetector = kFALSE);
  97   void         PutMeanValueOtherVectorFit(Int_t ofwhat = 1, Bool_t perdetector = kFALSE);
  98   void         PutMeanValueOtherVectorFit2(Int_t ofwhat = 1, Bool_t perdetector = kFALSE);
  99   AliTRDCalDet *CreateDetObjectVdrift(const TObjArray *vectorFit, Bool_t perdetector = kFALSE);
 100   AliTRDCalDet *CreateDetObjectGain(const TObjArray *vectorFit, Bool_t meanOtherBefore=kTRUE, Double_t scaleFitFactor = 0.02431, Bool_t perdetector = kTRUE);
 101   AliTRDCalDet *CreateDetObjectT0(const TObjArray *vectorFit, Bool_t perdetector = kFALSE);
 102   AliTRDCalDet *CreateDetObjectLorentzAngle(const TObjArray *vectorFit);
 103   AliTRDCalDet *CreateDetObjectExbAlt(const TObjArray *vectorFit);
 104
 105   TObject      *CreatePadObjectGain(const TObjArray *vectorFit = 0, Double_t scaleFitFactor = 1.0, const AliTRDCalDet *detobject = 0);
 106   TObject      *CreatePadObjectVdrift(const TObjArray *vectorFit = 0, const AliTRDCalDet *detobject = 0);
 107   TObject      *CreatePadObjectT0(const TObjArray *vectorFit = 0, const AliTRDCalDet *detobject = 0);
 108   TObject      *CreatePadObjectPRF(const TObjArray *vectorFit);
 109
 110   // Outliers stats
 111   AliTRDCalDet *MakeOutliersStatDet(const TObjArray *vectorFit, const char *name, Double_t &mean);
 112   TObject      *MakeOutliersStatPad(const TObjArray *vectorFit, const char *name, Double_t &mean);
 113
 114   //
 115   // Set or Get the variables
 116   //
 117
 118   // Fit
 119   void     ChooseMethod(Short_t method)                              { fMethod = method;               }
 120   void     SetBeginFitCharge(Float_t beginFitCharge);
 121   void     SetFitOutliersChargeLow(Float_t fitOutliersChargeLow)     { fOutliersFitChargeLow = fitOutliersChargeLow; }
 122   void     SetFitOutliersChargeHigh(Float_t fitOutliersChargeHigh)   { fOutliersFitChargeHigh = fitOutliersChargeHigh; }
 123   void     SetPeriodeFitPH(Int_t periodeFitPH);
 124   void     SetTakeTheMaxPH()                                         { fTakeTheMaxPH   = kTRUE;        }
 125   void     SetT0Shift0(Float_t t0Shift0);
 126   void     SetT0Shift1(Float_t t0Shift1);
 127   void     SetRangeFitPRF(Float_t rangeFitPRF);
 128   void     SetAccCDB()                                               { fAccCDB         = kTRUE;        }
 129   void     SetMinEntries(Int_t minEntries);
 130   void     SetRebin(Short_t rebin);
 131
 132   Int_t    GetPeriodeFitPH() const                                   { return fFitPHPeriode;           }
 133   Float_t  GetFitOutliersChargeLow() const                           { return fOutliersFitChargeLow;   }
 134   Float_t  GetFitOutliersChargeHigh() const                          { return fOutliersFitChargeHigh;  }
 135   Bool_t   GetTakeTheMaxPH() const                                   { return fTakeTheMaxPH;           }
 136   Float_t  GetT0Shift0() const                                       { return fT0Shift0;               }
 137   Float_t  GetT0Shift1() const                                       { return fT0Shift1;               }
 138   Float_t  GetRangeFitPRF() const                                    { return fRangeFitPRF;            }
 139   Bool_t   GetAccCDB() const                                         { return fAccCDB;                 }
 140   Int_t    GetMinEntries() const                                     { return fMinEntries;             }
 141   Short_t  GetRebin() const                                          { return fRebin;                  }
 142   Float_t  GetScaleFactorGain() const                                { return fScaleGain;              }
 143
 144   // Statistics
 145   Int_t    GetNumberFit() const                                      { return fNumberFit;              }
 146   Int_t    GetNumberFitSuccess() const                               { return fNumberFitSuccess;       }
 147   Int_t    GetNumberEnt() const                                      { return fNumberEnt;              }
 148   Double_t GetStatisticMean() const                                  { return fStatisticMean;          }
 149
 150
 151   // Debug
 152   void     SetDebugLevel(Short_t level)                              { fDebugLevel = level;            }
 153   void     SetDet(Int_t iLayer, Int_t iStack, Int_t iSector)         { fDet[0]  = iLayer;
 154                                                                             fDet[1]  = iStack;
 155                                                                             fDet[2]  = iSector;             }
 156        void     SetFitVoir(Int_t fitVoir)                                 { fFitVoir = fitVoir;             }
 157        // Magnetic field
 158        void     SetMagneticField(Float_t magneticfield)                   { fMagneticField = magneticfield; }
 159
 160        // Get the scale factor
 161        Double_t GetScaleFitFactor() const                                 { return fScaleFitFactor;         }
 162
 163        // Vector Fit getter
 164        TObjArray  GetVectorFit() const                                    { return fVectorFit;              }
 165        TObjArray  GetVectorFit2() const                                   { return fVectorFit2;             }
 166
 167        // AliTRDCalibraMode
 168        AliTRDCalibraMode *GetCalibraMode() const                          { return fCalibraMode;            }
 169
 170        class AliTRDFitInfo : public TObject {
 171
 172        public:
 173
 174          AliTRDFitInfo()
 175            :TObject()
 176            ,fCoef(0x0)
 177            ,fDetector(-1)                                   { }
 178          AliTRDFitInfo(const AliTRDFitInfo &i)
 179            :TObject(i)
 180            ,fCoef(0x0)
 181            ,fDetector(-1)                                   { }
 182          AliTRDFitInfo &operator=(const AliTRDFitInfo&)     { return *this;            }
 183          virtual ~AliTRDFitInfo()                           { if(fCoef) { delete [] fCoef;} }
 184
 185          void      SetCoef(Float_t *coef)                   { fCoef = coef;            }
 186          void      SetDetector(Int_t detector)              { fDetector = detector;    }
 187
 188          Float_t  *GetCoef() const                          { return fCoef;            }
 189          Int_t     GetDetector() const                      { return fDetector;        }
 190
 191        protected:
 192
 193          Float_t  *fCoef;                        // Relative coefficient for each group of the detector
 194          Int_t     fDetector;                    // Detector number
 195
 196        };
 197
 198        // Fit function
 199        void     FitLagrangePoly(TH1* projPH);
 200
 201  protected:
 202
 203        // Geometry
 204        AliTRDgeometry  *fGeo;               //! The TRD geometry
 205
 206
 207        Int_t        fNumberOfBinsExpected;  // Number of bins expected
 208
 209        // Fit
 210        Short_t      fMethod;                // Method
 211        Float_t      fBeginFitCharge;        // The fit begins at mean/fBeginFitCharge for the gain calibration
 212        Float_t      fOutliersFitChargeLow;  // The fit ends at fOutliersFitCharge procent number of entries
 213        Float_t      fOutliersFitChargeHigh; // The fit ends at fOutliersFitCharge procent number of entries
 214        Int_t        fFitPHPeriode;          // Periode of the fit PH
 215        Bool_t       fTakeTheMaxPH;          // Take the Max for the T0 determination
 216        Float_t      fT0Shift0;              // T0 Shift with the maximum positive slope
 217        Float_t      fT0Shift1;              // T0 Shift with the maximum of the amplification region
 218        Float_t      fRangeFitPRF;           // The fit range for the PRF is -fRangeFitPRF +fRangeFitPRF
 219        Bool_t       fAccCDB;                // If there is a calibration database to be compared with....
 220        Int_t        fMinEntries;            // Min Entries to fit the histo
 221        Short_t      fRebin;                 // If you want to rebin the histo for the gain calibration
 222        Float_t      fScaleGain;            // Scale Factor used to scale the gain
 223
 224        // Statistics
 225        Int_t        fNumberFit;             // To know how many pad groups have been fitted
 226        Int_t        fNumberFitSuccess;      // To know how many pad groups have been fitted successfully
 227        Int_t        fNumberEnt;             // To know how many pad groups have entries in the histo
 228        Double_t     fStatisticMean;         // To know the mean statistic of the histos
 229
 230
 231        // Debug Modes
 232        TTreeSRedirector   *fDebugStreamer;         //!Debug streamer
 233        Short_t     fDebugLevel;            // Flag for debugging
 234        Int_t       fDet[3];                // Detector  visualised (layer,stack,sector) si debugging == 3 or 4
 235        Int_t       fFitVoir;               // Fit visualised si debugging == 2
 236
 237        // Magnetic field lorentz angle
 238        Float_t     fMagneticField;        // Magnetic field lorentz angle
 239
 240        // Calibra objects
 241
 242        AliTRDCalibraMode *fCalibraMode;  // The calibration mode
 243
 244        // Current values of the coefficients found and ect...
 245        Float_t  fCurrentCoef[2];         // Current coefs
 246        Float_t  fCurrentCoefE;           // Current coefs error
 247        Float_t  fCurrentCoef2[2];        // Current coefs
 248        Float_t  fCurrentCoefE2;          // Current coefs error
 249        Float_t  fPhd[3];                 // Begin AR and DR
 250        Int_t    fDect1;                  // First calibration group that will be called to be maybe fitted
 251        Int_t    fDect2;                  // Last calibration group that will be called to be maybe fitted
 252        Double_t fScaleFitFactor;         // Scale factor of the fit results for the gain
 253        Int_t    fEntriesCurrent;         // Entries in the current histo
 254        Int_t    fCountDet;               // Current detector (or first in the group)
 255        Int_t    fCount;                  // When the next detector comes
 256        Int_t    fNbDet;                  // Number of detector in the group
 257
 258        // Current calib object
 259        AliTRDCalDet *fCalDet;            // Current calib object
 260        AliTRDCalROC *fCalROC;            // Current calib object
 261        AliTRDCalDet *fCalDet2;           // Current calib object
 262        AliTRDCalROC *fCalROC2;           // Current calib object
 263
 264        AliTRDCalDet *fCalDetVdriftUsed;  // ExB calibration
 265        AliTRDCalDet *fCalDetExBUsed;     // ExB calibration
 266
 267        // Current values detector
 268
 269        Float_t *fCurrentCoefDetector;     // Current values for the detector
 270        Float_t *fCurrentCoefDetector2;    // Current values for the detector
 271
 272        TObjArray       fVectorFit;            // Vectors to fit
 273        TObjArray       fVectorFit2;           // Vectors to fit
 274
 275        //
 276        // A lot of internal functions......
 277        //
 278
 279        // Init AliTRDCalibraFit
 280        Bool_t   InitFit(Int_t nbins, Int_t i);
 281        Bool_t   InitFitCH();
 282        Bool_t   InitFitPH();
 283        Bool_t   InitFitPRF();
 284        Bool_t   InitFitLinearFitter();
 285        Bool_t   InitFitExbAlt();
 286
 287        // Not enough Statistics
 288        Bool_t   NotEnoughStatisticCH(Int_t idect);
 289        Bool_t   NotEnoughStatisticPH(Int_t idect,Double_t nentries);
 290        Bool_t   NotEnoughStatisticPRF(Int_t idect);
 291        Bool_t   NotEnoughStatisticLinearFitter();
 292        Bool_t   NotEnoughStatisticExbAlt();
 293
 294        // Fill Infos Fit
 295        Bool_t   FillInfosFitCH(Int_t idect);
 296        Bool_t   FillInfosFitPH(Int_t idect,Double_t nentries);
 297        Bool_t   FillInfosFitPRF(Int_t idect);
 298        Bool_t   FillInfosFitLinearFitter();
 299        Bool_t   FillInfosFitExbAlt();
 300
 301        void     FillFillCH(Int_t idect);
 302        void     FillFillPH(Int_t idect,Double_t nentries);
 303        void     FillFillPRF(Int_t idect);
 304        void     FillFillLinearFitter();
 305        void     FillFillExbAlt();
 306
 307        Bool_t   FillVectorFit();
 308        Bool_t   FillVectorFit2();
 309
 310        // Functions...
 311        void     InitfCountDetAndfCount(Int_t i);
 312        void     CalculNumberOfBinsExpected(Int_t i);
 313        void     CalculDect1Dect2(Int_t i);
 314        void     UpdatefCountDetAndfCount(Int_t idect, Int_t i);
 315        void     ReconstructFitRowMinRowMax(Int_t idect, Int_t i);
 316        Bool_t   CheckFitVoir();
 317        void     NormierungCharge();
 318        Bool_t   SetNrphiFromTObject(TString name, Int_t i);
 319        Bool_t   SetNzFromTObject(TString name, Int_t i);
 320        Int_t    GetNumberOfGroupsPRF(TString nametitle);
 321
 322        // Calculate the mean coefs from the database
 323        Bool_t   CalculVdriftCoefMean();
 324        Bool_t   CalculChargeCoefMean(Bool_t vrai);
 325        Bool_t   CalculPRFCoefMean();
 326        Bool_t   CalculT0CoefMean();
 327        Bool_t   CalculVdriftLorentzCoef();
 328        Float_t  GetPRFDefault(Int_t layer) const;
 329        void     SetCalROC(Int_t i);
 330
 331        // Fit methods
 332        void     FitBisCHEx(TH1 *projch, Double_t mean, Double_t nentries);
 333        void     FitBisCH(TH1 *projch, Double_t mean, Double_t nentries);
 334        void     FitCH(TH1 *projch, Double_t mean, Double_t nentries);
 335        void     FitLandau(TH1 *projch, Double_t mean, Double_t nentries);
 336        void     FitMeanW(TH1 *projch, Double_t nentries);
 337        void     FitMeanWSm(TH1 *projch, Float_t sumAll);
 338        void     FitMean(TH1 *projch, Double_t nentries, Double_t mean);
 339        void     FitPH(TH1 *projPH, Int_t idect);
 340        void     FitPRF(TH1 *projPRF);
 341        void     RmsPRF(TH1 *projPRF);
 342        Bool_t   FitPRFGausMI(Double_t *arraye,Double_t *arraym,Double_t *arrayme,Int_t nBins,Float_t xMin,Float_t xMax);
 343        Double_t FitGausMI(Double_t *arraye,Double_t *arraym,Double_t *arrayme,Int_t nBins, Float_t xMin,Float_t xMax,TVectorD *param, Bool_t kError= kTRUE);
 344        void     FitPente(TH1 *projPH);
 345        void     FitTnpRange(Double_t *arraye,Double_t *arraym,Double_t *arrayme,Int_t nbg,Int_t nybins);
 346        TH1I    *ReBin(const TH1I *hist) const;
 347        TH1F    *ReBin(const TH1F *hist) const;
 348
 349        // Some basic geometry function
 350        virtual Int_t    GetLayer(Int_t d) const;
 351        virtual Int_t    GetStack(Int_t d) const;
 352        virtual Int_t    GetSector(Int_t d) const;
 353
 354        // Instance of this class and so on
 355        static  AliTRDCalibraFit   *fgInstance;                     // Instance
 356        static  Bool_t             fgTerminated;                    // If terminated
 357
 358
 359  private:
 360
 361        static  Double_t PH(const Double_t *x, const Double_t *par);
 362        static  Double_t AsymmGauss(const Double_t *x, const Double_t *par);
 363        static  Double_t FuncLandauGaus(const Double_t *x, const Double_t *par);
 364        static  Double_t LanGauFun(const Double_t *x, const Double_t *par);
 365        static  Double_t LanGauFunEx(const Double_t *x, const Double_t *par);
 366        TF1     *LanGauFit(TH1 *his, const Double_t *fitrange, const Double_t *startvalues
 367                           , const Double_t *parlimitslo, const Double_t *parlimitshi, Double_t *fitparams
 368                           , Double_t *fiterrors, Double_t *chiSqr, Int_t *ndf) const;
 369        TF1     *LanGauFitEx(TH1 *his, const Double_t *fitrange, const Double_t *startvalues
 370                             , const Double_t *parlimitslo, const Double_t *parlimitshi
 371                             , Double_t *fitparams, Double_t *fiterrors
 372                             , Double_t *chiSqr, Int_t *ndf) const;
 373
 374
 375        // This is a singleton, contructor is private!
 376        AliTRDCalibraFit();
 377        virtual ~AliTRDCalibraFit();
 378
 379
 380   ClassDef(AliTRDCalibraFit,3)                 // TRD Calibration class
 381
 382 };
 383
 384 #endif
 385
 386
 387